Nghiên cứu tổng hợp thuốc kháng sinh linezolid ở quy mô phòng thí nghiệm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

PHẠM THỊ LUÂN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP THUỐC KHÁNG SINH
LINEZOLID Ở QUY MÔ PHÕNG THÍ NGHIỆM
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC

HÀ NỘI 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI
PHẠM THỊ LUÂN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP THUỐC KHÁNG SINH
LINEZOLID Ở QUY MÔ PHÕNG THÍ NGHIỆM
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƢỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ
THUỐC
MÃ SỐ: 60720402
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. TS.Văn Thị Mỹ Huệ
2. TS.Nguyễn Quốc Vƣợng

HÀ NỘI 2017


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với TS. Văn Thị Mỹ Huệ và TS.
Nguyễn Quốc Vƣợng, những ngƣời đã tận tụy hƣớng dẫn và giúp đỡ em trong
quá trình thực hiện luận văn này.
Em cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của : Ths. Nguyễn Thị Huế,
Ths. Phạm Thị Hằng, Ths. Vũ Văn Chiến (Phòng Công Nghệ Hóa Dƣợc –
Viện Hóa Sinh Biển – Viện Hàn Lâm Khoa Học Việt Nam), cùng các thầy cô
trong các bộ môn, phòng ban, thƣ viện trƣờng Đại Học Dƣợc Hà Nội.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình, anh chị em và các bạn đồng
nghiệp đã luôn động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt
quá trình học tập và nghiên cứu vừa qua.

Hà nội ngày 30 tháng 03 năm 2017
Học viên

Phạm Thị Luân


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ

1

Chƣơng 1. TỔNG QUAN

3

1.1.

Những dẫn chất kháng khuẩn nhóm oxazolindinon

3

1.2.

Tác dụng của linezolid

4

1.2.1. Cơ chế tác dụng của linezolid

5

1.2.2. Liên quan cấu trúc tác dụng

6

1.3.

Các phƣơng pháp tổng hợp linezolid

11

1.4.

Các phản ứng liên quan đến quy trình tổng hợp linezolid từ

17

chất trung gian 26
1.4.1. Phản ứng Gabriel

17

1.4.2. Phản ứng acetyl hóa

20

1.5.

22

Tiêu chuẩn kiểm nghiệm linezolid theo USP Pending
Monograph 2012.

Chƣơng 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

23

2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất

23

2.2. Dụng cụ, thiết bị

24

2.3. Nội dung nghiên cứu

24

2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu

25

2.3.1. Phƣơng pháp tổng hợp linezolid

25

2.3.2. Phƣơng pháp tinh chế và xác định cấu trúc

26

2.3.3. Phƣơng pháp định lƣợng linezolid

26

Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ

27

3.1. TỔNG HỢP HÓA HỌC

27

3.1.1. Nghiên cứu quy trình tổng hợp hợp chất (S)-3-(3-fluoro-4-

27

morpholinophenyl)-2-oxo-5-oxazolidinyl methyl phthalimid (28) từ


chất

5R)-5-(chloromethyl)-3-(3-fluoro-4-morpholinophenyl)-

oxazolidin-2-on (26)
3.1.2. Nghiên cứu phản ứng kh hoá alkyl phtalimid 28 tổng hợp (S)-

31

5(aminomethyl)-3-(3-fluoro-4-morpholinophenyl)oxazolidin-2-on
(17)
3.1.3. Nghiên cứu phản ứng tổng hợp linezolid (1) từ (S)-5(amino

36

methyl)-3-(3-fluoro-4-morpholinophenyl)oxazolidin-2-on (17)
3.2. TINH CHẾ LINEZOLID

41

3.3. KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT VÀ KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC

42

LINEZOLID VÀ CÁC CHẤT TRUNG GIAN
3.4. KIỂM NGHIỆM LINEZOLID

48

CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN

50

4.1. VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC

50

4.1.1. Nghiên cứu quy trình tổng hợp hợp chất (S)-3-(3-fluoro-4-

50

morpholinophenyl)-2-oxo-5-oxazolidinyl methyl phthalimid (28) từ
chất

5R)-5-(chloromethyl)-3-(3-fluoro-4-morpholinophenyl)-

oxazolidin-2-on (26)
4.1.2. Về nghiên cứu phản ứng tổng hợp (S)-5(amino methyl)-3-(3-

53

fluoro-4-morpholinophenyl)oxazolidin-2-on (17) từ 2-(((S)-3-(3flouro-4-morpholinophenyl)-2-oxooxazolidin-5-yl)methyl isoindolin1,3- dion (28)
4.1.3. Về nghiên cứu phản ứng tổng hợp linezolid (1) từ (S)-5(amino

55

methyl)-3-(3-fluoro-4-morpholinophenyl)oxazolidin-2-on (17)
4.2. VỀ KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC

56

4.3.VỀ TINH CHẾ VÀ KIỂM NGHIỆM LINEZOLID

65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

66


Tài liệu tham khảo
Phụ lục

67


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ac2O

Anhydrid acetic

Bu

Butyl

13

Nuclear Magnetic Resonance 13C (Phổ cộng

C-NMR

hƣởng từ hạt nhân carbon 13)
DCM

Dicloro methan

DEPT

Distortionless Enhancement by Polarisation
Transfer

DMAc

Dimethyl acetamid

DMF

N,N dimethyl formamid

DMSO

Dimethyl sulfoxid

EA

Ethyl acetat

EtOH

Ethanol

FDA

Food and Drug Administration

HMBC

Heteronuclear Multiple Bond Coherence

1

Nuclear Magnetic Resonance 1H (Phổ cộng

H-NMR

hƣởng từ hạt nhân proton)
IPA

Isopropyl alcohol

IR

Infrared spectroscopy (phổ hồng ngoại)

MeOH

Methanol

MRSA

Methicillin Resistant Staphyl lococus Aureus

MS

Mass spectroscopy(Phổ khối lƣợng)

RT

Room temperature (Nhiệt độ phòng)

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

TEA

Triethylamin

THF

Tetrahydrofuran

VRE

Vancomycin Resistant Enterococci


DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên hình

Số
trang

Hình 1.1: Nhân oxazolidinon

3

Hình 1.2: Các dẫn chất 5-halomethyl-3-aryl-2 oxazolidinon

3

Hình 1.3: Một số dẫn chất oxazolidinon

4

Hình 1.4: Một số dẫn chất oxazolidinon của Dupont và Upjohn

4

Hình 1.5: Cơ chế tác dụng của linozelid

6

Hình 1.6: Vai trò của nhân oxazolidinon

7

Hình 1.7: Cấu trúc của linezolid và các dẫn xuất oxazolidinon đang

7

trong quá trình th nghiệm lâm sàng
Hình 1.8: Những biến tính ở vòng A

9

Hình 1.9: Những biến tính ở vòng B

10

Hình 1.10: Những biến tính vòng C

11

Hình 1.11: Sơ đồ tổng hợp linezolid theo phƣơng pháp của

12

Pharmacia & Upjohn
Hình 1.12: Quy trình tổng hợp Linezolid theo phƣơng pháp của Li

13

Hình 1.13: Phƣơng pháp tổng hợp của Xu

14

Hình 1.14: Sơ đồ tổng hợp linezolid theo phƣơng pháp của

15

Lee Pharma Limited
Hình 1.15: Sơ đồ tổng hợp theo phƣơng pháp của Zhang và

16

cộng sự

16

Hình 1.16: Sơ đồ tổng hợp theo phƣơng pháp của
Piccionello và cộng sự

17

Hình 1.17: Sơ đồ tổng hợp theo phƣơng pháp của Roberto
M. R. và cộng sự
Hình 1.18: Sơ đồ tổng hợp linezolid của luận văn

17
18

Hình 1.19: Phản ứng Gabriel

19

Hình 1.20: Các sản phẩm trung gian trong phản ứng thủy phân Nalkylphthalimid với hydrazin

21

Hình 1.21: Pyridin nhƣ là một chất xúc tác trong phản ứng tổng hợp
amid

27

Hình 3.1: Sơ đồ tổng hợp (S)-3-(3-fluoro-4-morpholinophenyl)-2oxo-5-oxazolidinyl methyl phthalimid (28)

32

Hình 3.2: Sơ đồ tổng hợp (S)-5(amino methyl)-3-(3-fluoro-4morpholinophenyl)oxazolidin-2-on (17)

36

Hình 3.3: Sơ đồ phản ứng tổng hợp linezolid (1)

57

Hình 4.1: Phổ khối ESI-MS chất 28

58

Hình 4.2: Phổ khối ESI-MS chất 17

58

Hình 4.3: Phổ khối ESI-MS của linezolid (1)

60

Hình 4.4: Phổ 1H-NMR chất 28

61

Hình 4.5: Phổ 1H-NMR chất 17

61

Hình 4.7: Phổ 1H-NMR chất 1

62

13

Hình 4.8: Phổ C-NMR chất 28

63

Hình 4.9: Phổ 13C-NMR chất 17

63

Hình 4.10: Phổ 13C-NMR chất 1

64

Hình 4.11: Phổ HMBC của chất 17

65

Hình 4.12: Phổ HMBC của linezolid


DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng
Bảng 1.1: Tổng kết các điều kiện của phản ứng chuyển chất 26 thành
chất 28
Bảng 1.2: Tổng kết các điều kiện của phản ứng chuyển chất 28 thành
chất 17
Bảng 1.3: Tổng kết các điều kiện của phản ứng chuyển chất 17 thành
chất 1
Bảng 3.1: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ tới hiệu suất phản ứng
tổng hợp chất 28
Bảng 3.2: Khảo sát ảnh hƣởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng
tổng hợp chất 28
Bảng 3.3: Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ mol các chất tới hiệu suất
phản ứng tổng hợp chất 28
Bảng 3.4: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ tới hiệu suất phản
ứng tổng hợp chất 17
Bảng 3.5: Khảo sát ảnh hƣởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng
tổng hợp chất 17
Bảng 3.6: Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ mol tới hiệu suất
tổng hợp chất 17

Bảng 3.7: Kết quả tổng hợp linezolid bằng acetyl clorid s dụng các
base khác nhau
Bảng 3.8: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng
tổng hợp linezolid
Bảng 3.9: Khảo sát ảnh hƣởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng
tổng hợp linezolid
Bảng 3.10: Khảo sát ảnh hƣởng của tỷ lệ mol các chất tới hiệu suất
tổng hợp linezolid
Bảng 3.11: Kết quả tinh chế linezolid
Bảng 3.12: Nhiệt độ nóng chảy của linezolid và các chất trung gian
Bảng 3.13: Số liệu phổ IR của chất 28, 17 và 1.
Bảng 3.14: Kết quả đo phổ MS của các chất 28, 17 và 1
Bảng 3.15: Kết quả phân tích số liệu phổ 1H-NMR

Bảng 3.16: Kết quả phân tích phổ 13C-NMR

Số
trang
20
20
21
29
30
31
33
34
35
38
39
39

40
42
43
44
44
45
46


ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay tình trạng kháng kháng sinh đang có xu hƣớng ngày càng gia tăng
và nghiêm trọng trên thế giới đặc biệt ở các nƣớc đang phát triển trong đó có
Việt Nam [4][36]. Hậu quả là dẫn đến chi phí điều trị tăng, thời gian điều trị
kéo dài và tỷ lệ t vong cao hơn. Trong khi việc kiểm soát các nguyên nhân
dẫn đến việc gia tăng tình trạng kháng kháng sinh của các vi khuẩn gặp rất
nhiều khó khăn thì việc tìm ra các kháng sinh mới để chống lại các vi khuẩn
kháng thuốc luôn là nhu cầu cấp thiết.
Trong các loại vi khuẩn kháng thuốc hiện nay, vi khuẩn Enterococci kháng
vancomycin (VRE) hay Staphylococcus aureus kháng methicillin (MRSA) là
những chủng vi khuẩn đƣợc các nhà khoa học rất quan tâm [39][7][34]. Có
một số kháng sinh đã đƣợc nghiên cứu và phát triển để điều trị các vi khuẩn
này, một trong số đó là linezolid [27]
Linezolid (1) là một kháng sinh tổng hợp toàn phần thuộc nhóm
oxazolidinon mới nhất hiện nay, đƣợc nghiên cứu và phát triển bởi công ty
Pharmacia & Upjohn (nay thuộc Pfizer) từ năm 1990 [9] và đƣợc FDA phê
chuẩn s dụng vào năm 2000.
Tuy nhiên linezolid trên thị trƣờng có giá thành cao, nên chi phí điều trị là
không nhỏ so với thu nhập của ngƣời bệnh [25][43]. Điều này cho thấy việc
nghiên cứu tìm ra qui trình tổng hợp thuốc kháng sinh này đạt hiệu quả cao,
có thể giảm giá thành của thuốc và xa hơn là chủ động đƣợc nguồn nguyên

liệu trong nƣớc, là một hƣớng đi hợp lý. Luận văn “Nghiên cứu tổng hợp
thuốc kháng sinh linezolid ở quy mô phòng thí nghiệm” đƣợc thực hiện
với mục tiêu sau:
1. Tổng hợp đƣợc kháng sinh linezolid ở quy mô phòng thí nghiệm từ (5R)-5(cloromethyl)-3-(3-fluoro-4-morpholinophenyl)-oxazolidin-2-on.

1


2. Tinh chế đƣợc linezolid đạt tiêu chuẩn về hàm lƣợng theo USP Pending
Monograph 2012.

2


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN
1.1.

Nh ng d n chất kháng khu n nhóm oxazolindinon

Các oxazolidinon cho một nhóm mới của tác nhân kháng khuẩn tổng hợp
có hoạt tính chống lại các vi khuẩn gram dƣơng gây bệnh đa kháng thuốc, bao
gồm tụ cầu vàng đã kháng methicilin, liên cầu kháng penicillin [27]. Trong
cấu trúc của nhóm chất này có chứa khung 2-oxazolidinon (Hình 1.1):

Hình 1.1: Nhân oxazolidinon
Những tính chất kháng khuẩn của cấu trúc oxazolidinon đã đƣợc ghi nhận
đầu tiên (Hình 1.2) vào những năm 1978 bởi Fugitt và Luckenbaugh ở
DuPont trong quá trình nghiên cứu việc x lý bệnh ở thực vật mà nguyên
nhân là do mầm bệnh vi khuẩn và nấm [13].

Hình 1.2: Các dẫn chất 5-halomethyl-3-aryl-2 oxazolidinon
Trong năm 1884 Gregory đã tổng hợp một loạt các chất 5-hydroxymethyl,
5-acetoxy và 5-methoxy methyl 3-aryl-2-oxazolidinon (hình 1.3) có hoạt tính
kháng lại liên cầu khuẩn (Streptococci) và tụ cầu khuẩn (Staphylococci) bao
gồm tụ cầu vàng Staphylococcus aureus kháng methicillin (MRSA) [37] [17].

3


Hình 1.3: Một số dẫn chất oxazolidinon
Cuối năm 1987 nhóm ở DuPont mô tả hai oxazolidinon Dup 721 và Dup
105 (hình 1.4). Ghi nhận hiệu quả kháng khuẩn của lớp oxazolidinon, Steven
J. Brickner và các cộng sự ở Upjohn đã tổng hợp hai dẫn chất oxazolidinon là
U-100592 và U-100766 (hình 1.4) [8].

Hình 1.4: Một số dẫn oxazolidinon của Dupont và Upjohn
Trong đó U-100766 có độ an toàn trên chuột, chó và ngƣời [8] và sau này
đƣợc phát triển thành linezolid.
1.2.

Tác dụng của linezolid

Linezolid (1) là một kháng sinh tổng hợp toàn phần thuộc nhóm
oxazolidinon mới nhất hiện nay, có công thức cấu tạo và tên khoa học:

Tên IUPAC: (S)-N-((3-(3-Fluoro-4-morpholinophenyl)-2-oxooxazolidin-5yl)methyl)acetamid (1)
Công thức phân t : C16H20FN3O4
4

Khối lƣợng phân t : 337,35 đvC
1.2.1. Cơ chế tác dụng của linezolid
Linezolid đƣợc nghiên cứu và phát triển bởi công ty Pharmacia & Upjohn
(nay thuộc Pfizer) từ năm 1990 và đƣợc FDA phê chuẩn s dụng vào năm
năm 2000, thuốc đƣợc đƣa ra thị trƣờng với một số tên biệt dƣợc nhƣ Zyvox,
Zyvoxid, Zyvoxam, Linospan, và Linezolid. Linezolid nhìn chung đƣợc s
dụng để điều trị các trƣờng hợp nhiễm khuẩn nặng gây nên bởi các vi khuẩn
Gram (+) mà đã kháng với các họ kháng sinh khác, ví dụ nhƣ nhiễm khuẩn
Enterococci kháng vancomycin (VRE) hay Staphylococcus aureus kháng
methicillin (MRSA). Chỉ định dùng chính của kháng sinh này là điều trị
nhiễm trùng nặng ở da, các mô mềm và viêm phổi (đặc biệt viêm phổi mắc
phải ở bệnh viện), nhiễm khuẩn huyết, viêm màng trong tim và các bệnh
nhiễm khuẩn đã kháng các họ kháng sinh khác [22]. Sinh khả dụng đƣờng
uống của linezolid là 100%.
Linezolid ức chế sự tổng hợp protein của vi khuẩn giống nhƣ một số dòng
kháng sinh khác nhƣ cloramphenicol, clindamycin, aminoglycosid, hay
macrolid. Tuy nhiên tất cả các kháng sinh này ức chế sự tổng hợp protein của
vi khuẩn ở giai đoạn kéo dài mạch peptid, còn linezolid tác dụng ở ngay giai
đoạn khởi đầu của sự tổng hợp protein-ức chế sự hình thành phức hợp 70S
khởi đầu dịch mã (Hình 1.2). Chính nhờ cơ chế tác dụng đặc biệt này nên
chƣa thấy hiện tƣợng vi khuẩn kháng chéo giữa các kháng sinh ở trên với
linezolid, vì thƣờng vi khuẩn hay kháng chéo giữa các kháng sinh mà có tác
dụng cùng một cơ chế [19].

5


Yếu tố
mở đầu

Linezolid ngăn chặn
sự hình thành phức
khởi đầu
Riboso
m 30S

Ribosom
50S

Phức hợp
khởi đầu
70S

Chu trình
kéo dài

Sản phẩm
peptid

Các yếu tố
kéo dài

Aminoglycosid, Macrolid,
Tetracyclin, Cloramphenicol,
Lincomycin

Hình 1.5: Cơ chế tác dụng của linezolid
1.2.2. Liên quan cấu trúc và tác dụng [40]
Cấu tạo của linezolid gồm 3 vòng liên kết với nhau qua dị tố nitơ là (Hình 1.6): vòng
oxazolidion A, vòng thơm B, vòng morpholin C và một mạch nhánh

methylacetamid tại C-5 của vòng A (Hình 1.6). Vòng dị tố oxazolidion 5 cạnh
(vòng A) với cấu hình C-5(S) đóng vai trò cần thiết cho hoạt tính kháng khuẩn;
vòng B là vòng thơm đƣợc đòi hỏi với nhóm thế 3-F tăng cƣờng hoạt tính kháng
khuẩn; vòng C là vòng morpholin tăng cƣờng dƣợc động học và tính tan; mạch
nhánh

methylacylamid

cũng

thiết

yếu

6

cho

hoạt

tính

kháng

khuẩn.


Chất có 2 nhóm thế flor cũng
cho thấy tiềm năng
Nguyên t nitơ giàu electron

đƣợc dung nạp tốt và thƣờng
cải thiện tính an toàn

Nhóm acylaminomethyl
C-5 là tối ƣu cho kháng
khuẩn tốt

Khả năng hòa
tan

Nhóm thế Flor tăng
cƣờng hoạt tính
kháng khuẩn

Nhóm N-aryl
yêu cầu cho
hoạt tính

Cấu hình C-5(S) cần thiết cho
hoạt tính kháng khuẩn

Hình 1.6: Vai trò của nhân oxazolidinon
Ngoài linezolid thì còn một số dẫn xuất oxazolidinon tiềm năng khác
đang đƣợc th

nghiệm trên lâm sàng nhƣ Eperezolid (PNU-100592),

Posizolid (AZD2563),

Ranbezolid (RBx

Radezolid (RX-1741) (Hình 1.7) [8].

7

7644), Torezolid (TR-701)

và


Hình 1.7: Cấu trúc của linezolid và các dẫn xuất oxazolidinon đang trong quá
trình th nghiệm lâm sàng
Những nghiên cứu phát triển những thế hệ mới của dòng oxazolidinon hoàn
hảo hơn là mục tiêu của các chƣơng trình nghiên cứu tổng hợp thuốc. Những
biến đổi ở các vòng A, B, C trong phân t linezolid đƣợc đề cập trong nhiều
tài liệu.
Những hợp chất thio tƣơng tự của linezolid và eperezolid, 6a và 7a (hình
1.8) dƣờng nhƣ không liên kết với các tiểu đơn vị ribosom 50S của vi khuẩn
và không có khả năng ức chế sự tổng hợp protein của vi khuẩn [8], hoạt tính
kháng khuẩn có huynh hƣớng tƣơng tự với dẫn chất 8a (Hình 1.8) là hợp chất
thio có hoạt tính kháng khuẩn tƣơng tự của DuP721 [14].
Quesnelle và cộng sự đã báo cáo những tác nhân có những nhóm thế khác
nhau ở vòng C, phần lớn các đã tìm đƣợc thấy là có tác dụng với các vi khuẩn
Gram dƣơng [28]. Những dẫn chất 9a và 10a (Hình 1.8) đã chỉ ra có phổ hoạt
tính kháng khuẩn rộng, hơn nữa sulfoxid 9a thể hiện độc tính thấp hơn so với
linezolid trong nghiên cứu 7 ngày ở chuột.

8

Trong một nghiên cứu của Wang và cộng sự, một loạt hợp chất 11a, 12a,
13a (Hình 1.8) có chứa nhân đối xứng thể hiện hoạt tính kháng khuẩn tốt [42].

Hình 1.8: Những biến đổi ở vòng A
Trong công bố của Bosch và cộng sự, sự tổng hợp thuận lợi của hợp chất
14a (Hình 1.8) có cấu dạng 3 vòng tƣơng tự linezolid nhƣng lại không có hoạt
tính. Merck đã mô tả những dẫn xuất oxazolidinon 15a, 16a (Hình1.9) đã
đƣợc thế với phần cyclopropyl thể hiện hoạt tính kháng khuẩn in vitro rất có
triển vọng trên các chủng vi khuẩn khác nhau [20]
Selvakuma và cộng sự đã báo cáo chất tƣơng tự linezolid nhƣ
tetrahydroazolo-benzothiazin 17a (Hình 1.9) có hoạt tính chống lại các vi
khuẩn Gram dƣơng kháng thuốc nhạy cảm trong dãy với MIC từ 0,25-1µg/ml
[35].
Choy và cộng sự từ Pfizer cho thấy sự tổng hợp cấu t oxazolidinon 18a
có cấu dạng hạn chế thể hiện phổ hoạt tính kháng khuẩn rộng trong dãy với
9


MIC từ 0,06-0,25µg/ml với vi khuẩn gram dƣơng và 1-2µg/ml đối với vi
khuẩn gram âm [10].

Hình 1.9: Những biến đổi ở vòng B
Một loạt những dẫn xuất N-phenyl piperazinyl của oxazolidinon 19a (Hình
1.10) trong đó những nguyên t nitrogen ở vị trí 4 của vòng piperazinyl đã
đƣợc thế bởi những nhóm cinamoyl khác nhau. Sự tối ƣu này đã tìm thấy
đƣợc một số dẫn chất có hiệu quả chống lại vi khuẩn gram dƣơng [41]. Một
dẫn chất điển hình nhƣ hợp chất 22a (Hình 1.10) có vòng cyclohexanon đã
cho thấy hoạt tính kháng khuẩn chống lại các chủng Gram dƣơng khác nhau
trong dãy với MIC 1-4µg/ml chúng đƣợc so sánh với linezolid 0,5-4µg/ml.
Ranbaxy đã báo cáo sự tổng hợp của oxazolidinon đƣợc biến đổi ở vòng C, sự

tối ƣu của một dãy chất đã tìm ra hợp chất 23a (Ranbezolid, REBx7644)
(Hình 1.10) đã đƣợc phát triển lâm sàng [11].

10


Hình 1.10: Những biến đổi ở vòng C
1.3.

Các phƣơng pháp tổng hợp linezolid

Do có hoạt tính kháng khuẩn rộng, đặc biệt là khả năng chống lại các vi
khuẩn gram dƣơng nên linezolid đã đƣợc tập trung nghiên cứu cả về các tác
nhân cũng nhƣ các yếu tố ảnh hƣởng đến qui trình tổng hợp, nhằm tìm ra các
phƣơng pháp tổng hợp hiệu quả, giảm giá thành đáp ứng yêu cầu của cộng
đồng.
1.3.1. Phƣơng pháp Pharmacia &Upjohn [30][8][9]
Phƣơng pháp của Pharmacia&Upjohn là một trong những phƣơng pháp
phổ biến để tổng hợp nhân oxazolidinon.

11


Hình 1.11:Sơ đồ tổng hợp linezolid theo phƣơng pháp của
Pharmacia & Upjohn
Theo sơ đồ (Hình 1.11) chất trung gian 3-fluoro-4-morpholinylnitrobenzen (9) đƣợc tổng hợp từ phản ứng thế giữa morpholin (7) và 3,4difluoro- nitrobenzen (8) dƣới sự có mặt của triethylamin. Phản ứng thế chọn
lọc xảy ra ở vị trí số 4 do ảnh hƣởng hoạt hóa của nhóm nitro ở vị trí para so
với F. Tiếp theo chất trung gian 9 đƣợc hydro hóa với xúc tác là Pd/C để tạo
ra anilin 10 và amin này phản ứng với chloroformat 11 tạo ra carbamat 12.
Chuyển carbamat 12 sang dạng anion bằng butyllithium sau đó anion này

đƣợc phản ứng với (R)-glycidyl butyrat 13 để đóng vòng tạo thành chất trung
gian chìa khóa oxazolidinon 14. Tiếp theo là phản ứng chuyển hóa nhóm
hydroxy của 14 sang nhóm amin qua một số bƣớc bao gồm phản ứng của hợp
chất 14 với methylsufonyl clorid tạo ra hợp chất mesylat 15. Phản ứng thế
SN2 nhóm mesylat của 15 với NaN3 để thu đƣợc azid 16. Kh hóa azid 16 với
xúc tác là Pd/C để tạo ra amin 17. Cuối cùng phản ứng acetyl hóa hợp chất 17

12


để thu đƣợc linezolid 1. Nhƣợc điểm của qui trình này là phản ứng giữa
carbamat 12 và (R)-glycidyl butyrat 13 cần diễn ra ở nhiệt độ thấp (-78oC)
nên không phù hợp với việc sản xuất và điều chế linezolid ở lƣợng lớn.
1.3.2. Phƣơng pháp của Li [21]

Hình 1.12: Quy trình tổng hợp Linezolid theo phƣơng pháp của
Li
Trong phƣơng pháp này (Hình 1.12), hợp chất chìa khóa dị vòng (R)-5(cloromethyl)oxazolidin-2-on 19 đƣợc tổng hợp bằng phản ứng trực tiếp giữa
(R)-epiclorohydrin 18 với natri cyanat trong dung môi nƣớc ở nhiệt độ 60oC.
Chất trung gian này phản ứng với kali phthalimid để tạo ra hợp chất (S)-2-((2oxooxazolidin-5-yl)methyl)isoindolin-1,3-dion 20. Phản ứng Goldberg giữa
20 và 4-(4-bromo-2-fluorophenyl)-morpholin 21 với CuI là xúc tác tạo ra hợp
chất 22. Hợp chất này sẽ phản ứng với hydrazin hydrat để thu đƣợc (S)-5(aminomethyl)-3-(3-fluoro-4-morpholinophenyl)oxazolidin-2-on

17.

Cuối

cùng phản ứng acetyl hóa hợp chất 17 để thu đƣợc linezolid 1. Ƣu điểm của
quy trình này là ít bƣớc phản ứng hơn so với phƣơng pháp của Pharmacia &
Upjohn, tuy nhiên phản ứng tổng hợp vòng (S)-5-(cloromethyl)oxazolidin-2on (19) dùng natri cyanat là chất độc hại sẽ không phù hợp với việc sản xuất

linezolid ở quy mô pilot.
13


1.3.3. Phƣơng pháp của Xu [18]

Hình 1.13: Phƣơng pháp tổng hợp của Xu
Trong phƣơng pháp này (Hình 1.13) chất trung gian chìa khóa
oxazolidinon 14 đƣợc tổng hợp qua hai bƣớc phản ứng chính là phản ứng kh
amin hóa hợp chất 10 với (S)-glyceraldehyd acetonid 23 để tạo ra hợp chất N[4(R)-(2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-yl)methyl]-3-fluoro-4- morpholinylanilin
24. Sau khi thủy phân dioxolan 24 này bằng dung dịch acid HCl trong
methanol, phản ứng đóng vòng của chất trung gian này với triphosgen dƣới sự
có mặt của K2CO3 để tạo ra 14. Sau đó 1 sẽ đƣợc tổng hợp từ 14 với các bƣớc
phản ứng giống nhƣ phƣơng pháp của Pharmacia & Upjohn. Ƣu điểm của
phƣơng pháp này là dùng hợp chất ban đầu (S)-glyceraldehyd acetonid 23 có
thể tổng hợp đƣợc từ vitamin C nên giá thành nguyên liệu đầu vào sẽ rẻ hơn
so với dùng (R)-glycidyl butyrat (13) và (R)-epiclorohydrin (18) ở trên. Tuy
nhiên phản ứng đóng vòng tạo oxazolidinon 14 phải dùng triphosgen và hiệu
suất phản ứng này cũng thấp nên sẽ không phù hợp với việc sản xuất linezolid
ở quy mô pilot.
1.3.4. Phƣơng pháp của Lee Pharma Limited [6]
14


Hình 1.14:Sơ đồ tổng hợp Linezolid theo phƣơng pháp c ủa Lee
Pharma Limited
Trong sơ đồ (Hình 1.14), hợp chất (R)-epiclorohydrin 18 đƣợc dùng phản
ứng trực tiếp với anilin 10 tạo thành dẫn xuất 25. Dẫn xuất dị vòng 26 đƣợc
tổng hợp từ phản ứng carbonylation của 25 với diimidazolyl carbonyl. Sau đó
acetyl hóa dẫn xuất oxazolidinon 26 bằng natri acetat tạo thành 27. Thủy phân

hợp chất này bằng natri t-butoxid tạo thành alcohol 14. Phản ứng mesylat hóa
alcohol này tạo thành dẫn xuất 15, chất này phản ứng với kali phthalimid cho
hợp chất 28. Cuối cùng amin 17 thu đƣợc từ phản ứng giữa 28 với hydrazin
hydrat và amin này phản ứng với anhydrid acetic để tạo thành linezolid 1.
Nhìn chung việc tổng hợp các chất trung gian đến sản phẩm linezolid trong
quy trình này cho hiệu suất tƣơng đối cao trong mỗi bƣớc phản ứng. Tuy

15